李權(quán)國(guó)

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基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)GIS實(shí)踐教學(xué)體系研究——以湖北文理學(xué)院為例

李權(quán)國(guó)

(湖北文理學(xué)院 管理學(xué)院，湖北 襄陽(yáng) 441053)

為貫徹落實(shí)湖北文理學(xué)院提出的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，分析了地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)GIS實(shí)踐教學(xué)的必要性. 結(jié)合人才培養(yǎng)計(jì)劃以及學(xué)校具有的軟硬件資源，以人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)為核心，設(shè)計(jì)了地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)GIS實(shí)踐教學(xué)體系，提出了學(xué)校與企事業(yè)單位聯(lián)合的新機(jī)制，對(duì)改革現(xiàn)有GIS實(shí)踐教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法具有重要意義.

人才培養(yǎng)；地理科學(xué)；GIS；實(shí)踐教學(xué)

1 引言

應(yīng)用型人才培養(yǎng)主要是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，在社會(huì)工業(yè)化乃至信息化的過(guò)程中，社會(huì)對(duì)這種人才的需求占有較大比重，應(yīng)該是大眾化高等教育必須重視的人才培養(yǎng)模式. 湖北文理學(xué)院按照培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才要求，辦學(xué)目標(biāo)以能力為本位、以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向，面向市場(chǎng)，面向社會(huì)，強(qiáng)調(diào)與一線生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合，更加重視實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)如實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等，將此作為學(xué)生貫通有關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的重要教學(xué)活動(dòng)[1]. 地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)的最基本職責(zé)是培養(yǎng)面向基礎(chǔ)教育的地理學(xué)人才，但隨著地理信息科學(xué)的發(fā)展，基礎(chǔ)教育中也迫切需要具有GIS知識(shí)的高素質(zhì)人才. 地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)指在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，對(duì)地球表層以及內(nèi)部的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、處理、分析以及輸出顯示的決策支持系統(tǒng)，集地理科學(xué)、測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體的綜合性交叉學(xué)科，具有電子地圖、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、決策支持和大眾服務(wù)等特點(diǎn)，已經(jīng)成功應(yīng)用于商業(yè)、國(guó)防、電信、教育、工程、環(huán)境、政府、衛(wèi)生、資源、交通等眾多領(lǐng)域. 由于課程的多學(xué)科交叉與多技術(shù)手段集成等特點(diǎn)，課程的信息量大、內(nèi)容多、涉及學(xué)科領(lǐng)域廣泛，同時(shí)作為一門(mén)理論性與技術(shù)性較強(qiáng)的學(xué)科，傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以使學(xué)生理解抽象的概念和概述方法. 所以，地理信息系統(tǒng)課程的課堂講授必不可少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更為重要，只有把理論和實(shí)際操作結(jié)合起來(lái)，才能真正讓學(xué)生掌握GIS軟件操作與應(yīng)用技能，順應(yīng)地理學(xué)發(fā)展的基本方向，強(qiáng)化現(xiàn)代地理信息技術(shù)方法在地理學(xué)實(shí)踐教學(xué)多方面的應(yīng)用，在實(shí)踐教學(xué)層面，亦積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的變革與實(shí)驗(yàn)水平的提高. 因此開(kāi)展教學(xué)改革，特別是革新實(shí)踐教學(xué)，以加深學(xué)生對(duì)抽象概念的理解，并提高學(xué)生的應(yīng)用能力具有重要意義[2-3].

2 地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)“地理信息系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)的必要性

2.1 適應(yīng)中學(xué)新的地理教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)

中學(xué)地理課程改革中，對(duì)基礎(chǔ)教育課程目標(biāo)在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面重新進(jìn)行了規(guī)范. 高等師范院校也應(yīng)從二個(gè)方面確立培養(yǎng)目標(biāo)：一是知識(shí)與理解目標(biāo)，二是技能與方法目標(biāo). 國(guó)家新頒布的《地理課程標(biāo)準(zhǔn)》正是以長(zhǎng)遠(yuǎn)和發(fā)展的眼光看到了GIS在中學(xué)地理教育的重要性，提出了對(duì)GIS的教學(xué)要求. 高等師范院校地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)從事基礎(chǔ)地理教育的人才，所以在其教學(xué)計(jì)劃中納入GIS實(shí)踐教學(xué)是相當(dāng)重要的.

2.2 符合現(xiàn)代教育要求，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與應(yīng)用能力

GIS教育過(guò)程是一種邏輯性、實(shí)踐性、應(yīng)用性都較強(qiáng)的認(rèn)知過(guò)程，與解決地理實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思維，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力. 高校教師基本采用單一的傳授式教學(xué)方式，整節(jié)課教師在不停地講，學(xué)生在不斷地記筆記，多媒體教學(xué)亦是如此[4]. GIS課程除了基礎(chǔ)理論知識(shí)外，還要進(jìn)行GIS操作實(shí)踐和具體應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)不能只停留在理論層面，必須進(jìn)行實(shí)際操作，分析相關(guān)問(wèn)題，才能做出自己的作品，解決具體的問(wèn)題，客觀上培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，符合現(xiàn)代教育要求，能夠最大限度地發(fā)揮學(xué)生處理信息、應(yīng)用信息的能力，架構(gòu)國(guó)民素質(zhì)教育的基礎(chǔ)平臺(tái).

2.3 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣，端正對(duì)地理學(xué)的認(rèn)識(shí)

地理信息與其他信息的根本區(qū)別就在于其強(qiáng)烈的空間特性，現(xiàn)代地理學(xué)將空間分布與時(shí)間過(guò)程相結(jié)合，探求地理實(shí)體的空間分布格局及其成因和發(fā)展規(guī)律[5]. 這一系統(tǒng)思想在本科地理教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)更多地體現(xiàn)，特別是在人文地理、經(jīng)濟(jì)地理的某些章節(jié)之中. 如有關(guān)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人口和城市等內(nèi)容，學(xué)生在分析這些地理事物的空間分布特征、時(shí)間變化規(guī)律時(shí)，可以適當(dāng)接受現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)知識(shí)中的有關(guān)內(nèi)容，認(rèn)識(shí)到地理信息、地理數(shù)據(jù)的特殊性，以及人們對(duì)這些信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行各種綜合處理、仿真模擬的意義，這些都可以利用GIS軟件加以輔助，效果更好，且在很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識(shí)的興趣.

2.4 “地理信息系統(tǒng)”課程本身的需要

“地理信息系統(tǒng)”是一門(mén)理論性和實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的學(xué)科，要求學(xué)生在掌握基本理論與方法的同時(shí)，必須加強(qiáng)實(shí)踐與應(yīng)用能力培養(yǎng)，以使學(xué)生能夠掌握常見(jiàn)的GIS應(yīng)用系統(tǒng)的使用和操作，并提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手解決問(wèn)題的能力. 又因?yàn)檎n程中的技能型內(nèi)容在課堂授課中很少涉及，這部分內(nèi)容主要通過(guò)實(shí)踐課完成，既可以檢驗(yàn)學(xué)生掌握知識(shí)的程度，檢驗(yàn)教學(xué)效果，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題[5]. 實(shí)踐課程也是深化對(duì)基本概念理解的重要環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生對(duì)一些難理解的概念做到真正掌握并能夠應(yīng)用.

3 地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)“地理信息系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)

湖北文理學(xué)院地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)是教育部批準(zhǔn)建設(shè)的特色專(zhuān)業(yè)、湖北省立項(xiàng)建設(shè)的品牌專(zhuān)業(yè)，其“地理信息系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容有實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)三個(gè)大項(xiàng)，分布在“地理信息系統(tǒng)”、“GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”和“GIS課程設(shè)計(jì)”三個(gè)教學(xué)課程中. “地理信息系統(tǒng)”與“GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”的實(shí)踐教學(xué)只涉及“實(shí)驗(yàn)”，所需學(xué)時(shí)分別為24(1.5學(xué)分)、18(1學(xué)分)，“GIS課程設(shè)計(jì)”的實(shí)踐教學(xué)涉及“課程設(shè)計(jì)”與“實(shí)習(xí)”，時(shí)間安排分別為7天(2學(xué)分)、3天(0.5學(xué)分). 湖北文理學(xué)院目前使用的是北京超圖軟件股份有限公司開(kāi)發(fā)的SuperMap GIS軟件平臺(tái)，目前包括組件式GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)、服務(wù)式GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)、嵌入式GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)、桌面GIS平臺(tái)、導(dǎo)航應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及相關(guān)的空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)、加工和管理工具. 我校地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)GIS實(shí)踐教學(xué)是基于SuperMap桌面GIS平臺(tái)和SuperMap組件式GIS平臺(tái)進(jìn)行的，根據(jù)地理信息系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合SuperMap GIS的功能，設(shè)計(jì)以下實(shí)踐教學(xué)體系.

3.1 “地理信息系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

“地理信息系統(tǒng)”是學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育模塊的必修課程，安排在第4學(xué)期，共60學(xué)時(shí)，包括24個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí). 其實(shí)驗(yàn)課程一般安排在理論課教學(xué)結(jié)束后，全部在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室利用SuperMap桌面GIS軟件平臺(tái)完成，成果要求是實(shí)驗(yàn)報(bào)告(包括圖紙)，必需嚴(yán)格按照所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合企事業(yè)單位實(shí)際應(yīng)用或教師科研項(xiàng)目完成. 其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)如表1. 但每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也不是完全獨(dú)立，例如表1中序號(hào)為3、4、5的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)性很大，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不能完全分開(kāi)，可以在連續(xù)的3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束以后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.

表1 “地理信息系統(tǒng)”課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

續(xù)表1

3.2 “GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

“GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”是地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)方向教育模塊的選修課程，安排在第5學(xué)期，共48學(xué)時(shí)，包括18個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，其實(shí)驗(yàn)課程一般安排在理論課教學(xué)結(jié)束后，全部在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室完成，基于COM組件的SuperMap Objects結(jié)合Visual Basic 6.0、Visual C++ 6.0、Delphi、Visual Basic .NET、Visual C# .NET等語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)GIS 基本功能的開(kāi)發(fā)，成果要求是實(shí)驗(yàn)報(bào)告和所實(shí)現(xiàn)的軟件系統(tǒng)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求按照所設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行完成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要包括系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施以及軟件測(cè)試與維護(hù)等相關(guān)內(nèi)容. 其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)如表2所示. 也可以參加商業(yè)化GIS軟件公司(如ESRI、SuperMAP等)組織的GIS開(kāi)發(fā)大賽自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提交大賽組委會(huì).

表2 “GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

3.3“GIS課程設(shè)計(jì)”實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

“GIS課程設(shè)計(jì)”實(shí)踐與創(chuàng)新教育模塊的必修課程，安排在第5學(xué)期，共2周實(shí)踐學(xué)時(shí)，一般都安排在學(xué)期最后兩周，該課程由GIS相關(guān)企事業(yè)單位參觀實(shí)習(xí)和學(xué)校課程設(shè)計(jì)兩部分構(gòu)成. 其中參觀實(shí)習(xí)2~3天，校內(nèi)課程設(shè)計(jì)7~8天，參觀的企事業(yè)單位主要包括襄陽(yáng)市城鄉(xiāng)規(guī)劃局、測(cè)繪局、國(guó)土資源局、氣象局、襄陽(yáng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站以及一些省內(nèi)外從事GIS應(yīng)用和軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的企業(yè)和公司，例如北京超圖、武漢中地以及ESRI中國(guó)(北京). 通過(guò)參觀實(shí)習(xí)可以使學(xué)生對(duì)國(guó)內(nèi)外GIS軟件公司增加認(rèn)識(shí)，了解最新的國(guó)內(nèi)外GIS相關(guān)軟件的發(fā)展詳情，并且培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維. 在參觀中還可以組織學(xué)生與參觀單位人員進(jìn)行交流，聽(tīng)取單位人員的工程報(bào)告，幫助學(xué)生提高直觀認(rèn)識(shí)，鞏固所學(xué)的知識(shí)，并提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力. 通過(guò)了解單位的工程項(xiàng)目，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，建立起必要的工程設(shè)計(jì)概念，加深學(xué)生對(duì)地理信息系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位以及在現(xiàn)代化建設(shè)中的巨大作用理解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)地理信息系統(tǒng)工程開(kāi)發(fā)事業(yè)的熱愛(ài). 通過(guò)聽(tīng)取工程報(bào)告，了解工程的概況，建立起工程開(kāi)發(fā)研制等工作的初步印象，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)，參觀實(shí)習(xí)的成果要求是實(shí)習(xí)報(bào)告.

校內(nèi)GIS課程設(shè)計(jì)通過(guò)分組來(lái)進(jìn)行，每個(gè)小組由6~7名學(xué)生組成，既可以結(jié)合教師科研項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際的GIS應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，也可以專(zhuān)門(mén)虛擬設(shè)計(jì)一些與GIS相關(guān)的綜合性應(yīng)用項(xiàng)目，范圍可以涵蓋資源、城市、環(huán)境、交通、氣象、旅游等領(lǐng)域. 模擬工程應(yīng)用項(xiàng)目的全過(guò)程，從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)建立、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)、空間分析、專(zhuān)題圖制作以及結(jié)果輸出全過(guò)程進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)模擬，不僅有機(jī)地將相關(guān)的理論知識(shí)和技能訓(xùn)練融入到實(shí)踐中，更為重要的是它所選擇的處理對(duì)象是一個(gè)完整的實(shí)際工程項(xiàng)目. 我校設(shè)立了三個(gè)綜合性的、面向工程應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目，分別是城市道路拓寬房屋拆遷項(xiàng)目、城市大型超市選址項(xiàng)目和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃與評(píng)價(jià)項(xiàng)目，每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組形成一個(gè)項(xiàng)目小組，選擇其中任意一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，成果要求是完整的項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告，包括圖紙和統(tǒng)計(jì)分析以及評(píng)價(jià)結(jié)果.

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式是我國(guó)高等教育大眾化的必然選擇[6]，本文構(gòu)建的GIS實(shí)踐教學(xué)體系提出了學(xué)校與企事業(yè)單位聯(lián)合的新機(jī)制，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑，對(duì)改革目前實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立開(kāi)展、遠(yuǎn)離生產(chǎn)一線的現(xiàn)狀具有重要意義，為學(xué)校與企事業(yè)單位進(jìn)一步共同構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系、制定實(shí)踐性課程教學(xué)方案、共同構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、協(xié)同開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)于基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的GIS教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革具有實(shí)際意義.

[1] 滕建河. 地方本科院校人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新[J]. 襄樊學(xué)院學(xué)報(bào), 2012(4): 74-77.

[2] 錢(qián)樂(lè)祥, 秦奮. 地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)教育的實(shí)踐與思考[J]. 測(cè)繪科學(xué), 2002(3): 15-17.

[3] 湯國(guó)安, 周衛(wèi). “地理信息系統(tǒng)”課程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J]. 地球信息科學(xué), 2005, 6(2): 65-69.

[4] 李權(quán)國(guó), 康玲. 論空間信息技術(shù)在地理教學(xué)改革中的作用[J]. 襄樊學(xué)院學(xué)報(bào), 2009, 30(2): 82-85.

[5] 李權(quán)國(guó), 康玲. 基于GIS的高等師范院校地理科學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式研究[J]. 云南地理環(huán)境研究, 2009, 21(1): 107-110.

[6] 李儒壽. 應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式改革探索——以湖北文理學(xué)院“211”人才培養(yǎng)模式為例[J]. 高等教育研究, 2012(8): 65-70.

(責(zé)任編輯：劉應(yīng)竹)

GIS Practical Teaching System of Geography Science Based on Applied Talents Training Mode: Taking Hubei University of Arts and Science as an Example

LI Quanguo

(School of Management, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, China)

To implement the applied talents training mode of Hubei University of Arts and Science, the necessity of GIS practical teaching in geography science was analyzed from four aspects, Combined with the talent training plan with the school's hardware and software resources, focusing on the design for personnel cultivating program, it puts forward a GIS practical teaching system for geography science and suggests a new mechanism, by which schools and enterprises & public institutions unite.

Talents training; Geographical science; GIS; Practical teaching

G642.44

A

2095-4476(2014)05-0083-04

2013-09-27;

2014-05-11

湖北文理學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目(JY201244); 湖北省教育廳人文社會(huì)科學(xué)項(xiàng)目(2012Q205); 湖北文理學(xué)院管理學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目(GYJY2011003)

李權(quán)國(guó)(1977— )，男，山西朔州人，湖北文理學(xué)院管理學(xué)院副教授, 成都理工大學(xué)博士生.